2024-2025学年八年级物理上册5.3凸透镜成像的规律精讲精练含解析新版新人教版

Page14专题5.3凸透镜成像的规律学问点扫描：学问点一：凸透镜成像的规律成像条件物距（u）成像的性质像距（v）u﹥2f倒立、缩小的实像f<v<2fu=2f倒立、等大的实像v=2ff﹤u﹤2f倒立、放大的实像v>2fu=f不成像0﹤u﹤f正立、放大的虚像学问点二：凸透镜成像的规律的应用成像条件物距（u）成像的性质像距（v）应用u﹥2f倒立、缩小的实像f<v<2f照相机u=2f倒立、等大的实像v=2f测焦距f﹤u﹤2f倒立、放大的实像v>2f投影仪u=f不成像获得平行光束0﹤u﹤f正立、放大的虚像放大镜重点难点解读：一、对凸透镜成像的规律重点试验的说明1.器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）等。2.口诀：一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小；虚像正物像同侧，实像倒物像异侧；物远实像小，焦点内放大。3.留意事项：蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度上；又叫“三心等高”。留意：实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛干脆看，全部光线必过像点；虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成.二、对规律的深刻理解1.凸透镜的成像规律（见表格）成像条件物距（u）成像的性质像距（v）应用u﹥2f倒立、缩小的实像f﹤v﹤2f照相机u=2f倒立、等大的实像v=2ff﹤u﹤2f倒立、放大的实像v﹥2f投影仪u=f不成像0﹤u﹤f正立、放大的虚像V﹥f放大镜2．对凸透镜成像规律的深刻理解（1）焦点是成虚像和实像的分界点。物体在焦点以外时，在另一侧光屏上肯定成实像；物体在焦点以内时，肯定在同侧成虚像。（2）2f是成放大或缩小实像的分界点。U=2f时，所成实像与物体等大；u＞2f时，所成实像是缩小的；f＜u＜2f时，所成实像是放大的。（3）凸透镜成像时，物距u越小，像越大，像距v也越大；物距u越大，像越小，像距v也越小。（4）依据u和v的关系，也能推断出像的性质。当u＞v时，像比物小；当u=v时，像和物大小相等；当u＜v时，像比物大。（5）凸透镜所成实像都是倒立的，所成虚像都是正立的。（6）可以这样记忆理解：实像倒，位异侧；虚像正，位同侧；一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物体移向凸透镜，实像变远且变大，虚像变近且变小。对点例题解析：学问点一：凸透镜成像的规律及其应用【例题1】（2024四川南充）小明在探究“凸透镜成像规律”的试验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成清楚缩小的像，此时的成像特点可应用于（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清楚倒立的像，应将光屏透镜（填“远离”或“靠近”）。【答案】照相机；远离。【解析】（1）凸透镜成像的三种状况和应用之一：u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。（2）凸透镜成实像时，物近像远像变大。把蜡烛放在距透镜30cm时，物距为30cm，在光屏上形成清楚缩小的像，则u＞2f，此时的成像特点可应用于照相机。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，物距减小，像距增大、像变大，则要使光屏上再次形成清楚倒立的像，应将光屏远离透镜方向移动。学问点二：凸透镜成像的规律的应用【例题2】（2024山东泰安）如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”试验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是（）A．不能成清楚的像B．成倒立的缩小的像 C．成倒立的放大的像D．成倒立的等大的像【答案】B【解析】如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”试验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。此时物距小于像距，f＜u＝8cm＜2f，解得，4cm＜f＜8cm，v＝15cm＞2f，解得f＜7.5cm，焦距范围：4cm＜f＜7.5cm，保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，此时u′＝8cm+7cm＝15cm＞2f，v′＝15cm﹣7cm＝8cm，f＜v′＜2f，凸透镜成倒立缩小的实像，故ACD错误，B正确。达标训练题：1.探究凸透镜成像规律试验用到的器材：凸透镜、_____、蜡烛、光具座（带刻度尺）等。探究凸透镜成像规律试验要能正确的提出问题、做出猜想、设计试验、进行试验和收集证据、_____、评估和沟通。【答案】光屏.分析论证.【解析】探究透镜成像规律试验用到的器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）等。探究凸透镜成像规律试验要能正确的提出问题、做出猜想、设计试验、进行试验和收集证据、分析论证、评估和沟通。2.凸透镜成像规律的内容:（1）u﹥2f时，在光屏上成_____、缩小的实像；（2）f﹤u﹤2f时，在光屏上成倒立、_____的实像；（3）0﹤u﹤f时，成正立、放大的_____像。【答案】（1）倒立（2）放大（3）虚【解析】依据凸透镜成像时，物距与焦距的关系，确定成像的性质。须要熟记.凸透镜成像规律的内容。3.小强在做探究凸透镜成像的规律的试验时，在光屏上得到一个倒立、缩小的清楚的像，下列器材工作时运用上述成像规律的是（）A.放大镜 B.投影仪 C.照相机 D.平面镜【答案】C【解析】A.由凸透镜成像规律可知，放大镜成正立、放大的虚像，故A不符合题意；B.由凸透镜成像规律可知，投影仪成倒立、放大的实像，故B不符合题意；C.由凸透镜成像规律可知，照相机成倒立、缩小的实像，故C符合题意；D.平面镜成正立等大的虚像，故D不符合题意。4.晓维同学用一束平行于主光轴的光线照耀凸透镜，在光屏上形成了一个清楚的光斑（如图所示）。取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座26cm处，并移动光屏到合适位置，在光屏上得到像的性质是（）A.倒立的缩小的实像B.倒立的放大的实像C.倒立的等大的实像D.正立的放大的虚像【答案】A【解析】首先确定凸透镜焦距f大小；依据探讨问题指向找寻物距u的大小；然后比较物距u与焦距f之间的关系。最终依据凸透镜成像特点得到像的性质。平行于主光轴的光线照耀到凸透镜上，经过凸透镜折射汇聚在凸透镜焦点上，焦点到凸透镜光心的距离为凸透镜的焦距，本题中凸透镜的焦距f=10cm.。当点燃的蜡烛放在距离凸透镜26cm处时，物距u=26cm.，与凸透镜的焦距f=10cm.比较可以知道：u＞2f当u＞2f时，物体经过凸透镜后，在光屏上成倒立的缩小的实像，相距v满意f＜v＜2f。所以选项A正确。 一、选择题1.（2024湖北荆州）用如图的装置做“探究凸透镜成像规律”的试验时，已知凸透镜的焦距为10cm，下列说法正确的是（）A．烛焰在如图所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同 B．若将蜡烛移到光具座42cm刻度处时，烛焰所成的像是倒立、放大的 C．若将蜡烛移到光具座30cm刻度处时，烛焰所成的像是等大的 D．若将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，烛焰所成的像将渐渐变大【答案】C【解析】A.由图可知，u＝50cm﹣35cm＝15cm，物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，与投影仪的原理相同，故A错误；B.将蜡烛移到光具座42cm刻度处时，物距等于50cm﹣42cm＝8cm，物距小于f，凸透镜成正立放大的虚像，故B错误；C.将蜡烛移到光具座30cm刻度处时，物距等于50cm﹣30cm＝20cm＝2f，物距等于像距，等于2倍焦距，成倒立等大的实像，故C正确；D.将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，依据物距增大像距减小像减小，烛焰所成的像将渐渐变小。故D错误。2.（2024江西模拟题）在用一凸透镜探讨其成像的规律时，某同学得到的部分试验信息如下表所示。依据表中信息判定下列说法正确的是（）试验次序12345物距u/cm5040302520像距v/cm2224303860A．该凸透镜的焦距是15cmB．当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是依据这一原理制成的C．当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，照相相机就是依据这一原理制成D．若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会渐渐变小【答案】ACD。【解析】（1）当u=v=2f时，成倒立、等大的实像；（2）（3）依据凸透镜成像的四种状况和应用进行推断：u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机。u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距。2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，应用于幻灯机和投影仪。u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。（4）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小。A.由表中的数据可知，试验3中，u=v=30cm，此时u=2f，f=15cm，故A正确；B.当u=25cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透镜成倒立、放大的像，投影仪就是依据这一原理制成的，故B错误；C.当v=24cm时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，则物距大于二倍焦距，凸透镜成缩小的像，照相相机就是依据这一原理制成，故C正确；D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，物距变大，像距变小，像变小，故D正确。3．（2024•威海模拟）让一束平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑（如图所示），小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的试验。下列说法不正确的是（）A．当物体距透镜5cm时，成正立的像B．当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像C．当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像渐渐变小D．当物体从距透镜20cm处向透镜的方向移动时，要得到清楚的像，应使光屏靠近透镜【答案】D【解析】探究凸透镜的成像规律，对于一倍焦距，大于一倍焦距小于二倍焦距、大于二倍焦距这三个点，所成的像应当娴熟驾驭。从图上应当精确的推断出凸透镜的焦距（一倍焦距）。A.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，小于一倍焦距成正立放大的虚像，正确，不符合题意；B.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大的实像，正确，不符合题意；C.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，大于二倍焦距成倒立缩小实像，正确，不符合题意；D.大于二倍焦距时，要成清楚的像，光屏应当远离透镜，错误，符合题意。二、填空题4.（2024宁夏模拟）如图所示，在探究“凸透镜成像的规律”试验中，蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，光屏上成一个清楚的像，应用这一原理可制成；再将蜡烛远离透镜，同时将光屏（填“远离”或“靠近”）透镜，才能在光屏上再次成一个清楚的像。【答案】投影仪；靠近。【解析】由图知，v＞u，所以此时在光屏上得到的是倒立、放大的实像，其应用是投影仪；再将蜡烛远离透镜，物距增大，所以像距减小，须要将光屏靠近凸透镜，才能在光屏上再次成一个清楚的像。5.（2024四川南充）小明在探究“凸透镜成像规律”的试验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成清楚缩小的像，此时的成像特点可应用于（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清楚倒立的像，应将光屏透镜（填“远离”或“靠近”）。【答案】照相机；远离。【解析】（1）凸透镜成像的三种状况和应用之一：u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。（2）凸透镜成实像时，物近像远像变大。把蜡烛放在距透镜30cm时，物距为30cm，在光屏上形成清楚缩小的像，则u＞2f，此时的成像特点可应用于照相机。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，物距减小，像距增大、像变大，则要使光屏上再次形成清楚倒立的像，应将光屏远离透镜方向移动。6.（2024江苏徐州模拟）某同学在“探究凸透镜成像规律”的试验中，绘制了如图所示的图象（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜运用时，被视察的物体到透镜的距离在_______m以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将______（选填“变大”、“变小”“先变小再变大”、“先变大再变小”）．【答案】0.05；变小 【解析】（1）由图像可知，当物距:u＝10cm时，像距：v＝10cm，即u＝v，∴焦距：，∴用该凸透镜作放大镜运用时，被视察的物体到透镜的距离在0.05m以内；（2）依据凸透镜成实像时，遵循“物远像近”即物体远离凸透镜时，所成像变近，像变小，∴把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将变小．三、作图题7.(2024河南模拟题)如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A'为蜡烛在光屏上所成的像,依据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。【答案】如图所示【解析】本题考查凸透镜的三条特别光线的画法。过光心的光线传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点,过焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴,以A为发光点,则A'就为光线经凸透镜后的会聚点。8.（2024河南模拟题）如图所示，请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点【答案】如图所示：【解析】在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再依据透镜的光学特点作出反射光线，反向延长两条折射光线，即可得到发光点S的像点S′．过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变更；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点．两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点S的像点S′．9．（2024•贵阳模拟）如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的试验中，将蜡烛放在位置A时，观测到在位置C成倒立、缩小的实像。若把蜡烛移到位置B，试作图找出蜡烛通过透镜的成像位置。【答案】如图所示：【解析】从物体A的顶端做平行于主光轴的光线，过凸透镜后经过焦点而会聚到像点。由A的顶端发出过光心的光线，传播方向不变。从物体B的顶端做平行主光轴的光线，折射后过焦点，再从B的顶端做过光心的光线，这两条折射光线的反向延长线的交点就是像的位置。四、试验探究题10.（2024湖南长沙）如表是小海同学用焦距f＝10cm的凸透镜探究其成像规律的记录表，依据表格完成下列问题：物距u/cm像的性质虚实大小正倒8虚像放大正立10不能成像12实像放大倒立14实像放大倒立16实像放大倒立20实像等大倒立22实像缩小倒立25实像缩小倒立（1）分析试验数据可知，当物距u满意条件（选填“u＜f”、“f＜u＜2f”或u＞2f”）时，凸透镜会成一个倒立放大的实像，生活中（选填“照相机”、“投影仪”“放大镜”）的成像原理应用了凸透镜的这个成像规律。（2）保持凸透镜的位置不变，移动蜡烛使物距由20cm变为22cm时，为了在光屏上得到清楚的像，小海应将光屏（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。【答案】（1）f＜u＜2f；投影仪；（2）靠近。【解析】（1）由数据可知，物距为12、14、16cm时成放大实像，物距等于20cm，即2f时成等大实像，说明成放大实像需物距小于二倍焦距；物距等于10cm，即u＝f时不成像，物距小于10cm，即u＜f时成虚像，说明成放大实像需物距大于一倍焦距，综上可知，凸透镜成倒立、放大实像条件：2f＞u＞f；生活中投影仪是利用2f＞u＞f时，成倒立、放大实像的原理工作的；（2）使物距由20cm变为22cm时，物距变大，则像距变小，像变小，为了在光屏上得到清楚的像，小海应将光屏靠近凸透镜，减小像距。11.（2024北京）某同学在做光学试验时，他先将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧，蜡烛放置在20cm刻度线处，如图所示。左右移动光屏，直至光屏上呈现烛焰清楚的像。（1）上述光屏上所成的像是（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。（2）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处（图中未画出），光屏上原来清楚的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清楚的像，这说明透镜B对光线有（选填”会聚”或“发散”）作用。透镜B能用来矫正（选填“近视眼”成“远视眼”）。【答案】（1）缩小；（2）发散；近视眼。【解析】（1）凸透镜A焦距10cm，固定在光具座上50cm刻度线处，蜡烛放置在20cm刻度线处，所以物距u＝30cm＞2f，物距大于二倍焦距成倒立缩小实像；（2）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处，光屏上原来清楚的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清楚的像，这说明凸透镜B对光线具有发散作用，是凹透镜，透镜B能用来矫正近视眼。12.（2024江苏盐城）在探究凸透镜成像规律时，如图甲所示，将A凸透镜固定在光具座上35cm刻线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻线处，移动光屏，使烛焰在光屏上成清楚的像，由A凸透镜成像中物距和像距的变更关系画出图像如图乙所示；接着他保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变，移动光屏，使烛焰在光屏上成清楚的像，如图丙所示.请依据上述试验现象和凸透镜成像规律推断：凸透镜A的焦距是

cm，凸透镜A的焦距

凸透镜B的焦距（选填“大于”、“小于”或“等于”）.（3）图丙所示的试验现象可以说明的成像特点（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）；若幻灯机；13．（2024•桂林模拟）物理爱好小组在探究“凸透镜成像的规律”试验时：（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为cm。（2）图乙是某次试验时视察到的现象，生活中的（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清楚的像，应当把光屏向（选填“左”或“右”）移动一段距离，像（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（3）试验时，光屏上得到了蜡烛清楚的像，一同学不当心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上（选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子。（4）将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清楚的像变模糊了。使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清楚的像，这说明近视眼镜对光线有作用。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的。【答案】（1）10.3；（2）照相机；左；变小；（3）没有；（4）发散；前方。【解析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是：f=40.3cm﹣30.0cm=10.3cm。（2）由图乙知，像距小于物距，此时成倒立缩小的实像，照相机是依据这个原理制成的；依据凸透镜成像时，物近像远像变大可知，将蜡烛向左移动时，物距增大，则像距减小，要将光屏向靠近透镜方向移动，才能在光屏上再次得到清楚的像，像变小。（3）凸透镜成实像时，全部透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上溅了一个小泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被拦住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透